纳米结构新电极可充电4万次

jeehom

斯坦福大学的研究人员利用纳米技术开发出一种电池阴极，可反复充电4万次，且电池容量损耗不大。相关论文发表在22日《自然·通讯》杂志上。新能源技术的不断进步，使得能源行业对电池的需求不断增加。可大量快速充放电的电池不仅能够适应电力需求的周期性波动，还可以存储太阳能、风能等间歇性能源。然而，目前的电池技术要么过于昂贵，要么充电次数不足以满足实际的需要。
9 m! A- r- J% q7 g3 \( y9 M
由于电网电池需要的是大型储能电池，因此新电极采用了价格低廉、自然储量丰富的物质。电极由铜及铁基纳米材料构成，使用水性硝酸钾电解液，充放电时，钾离子在电极间移动。研究人员首先用铜替代普鲁士蓝(亚铁氰化铁)的一半铁，然后将新化合物制成纳米晶体，覆盖在布状的碳基质上，最后将其浸入到硝酸钾电解质溶液中。研究表明，新电极充电4万次后，其电池容量依然可以保持83%。目前，铅酸电池可充电数百次；锂电池可充电1000次左右。
8 e* k! X- o6 y3 }' {2 N/ G& n
　　新电极也存在弱点，其充电容量相对较低，为60毫安时，而锰氧化物阴极的充电容量为100毫安时。此外，以铜替代铁也会相对提高电极的成本。对于电网而言，重要的是充放电的能源价格，新电极可充电上万次，可能会在充放电的能源价格上占据一定的优势。如果其充放电的能源价格低于钠硫电池，无疑将成为大赢家。此外，能源效率也十分关键，现在还不清楚新电极在充电时有多少能源损耗。

& w, T6 g. Q0 h# k/ f　　研究人员表示，该成果向制造新型低成本电池，使电网能够储存大量电能迈出了重要的一步。目前他们正在调制电池阳极，并着手开发电池原型。